文/馮忠,羅文會,張旭棟·《鍛造與沖壓》雜志社有限公司
“十四五”是我國基本實現工業化,邁入制造強國行列的重要階段,是我國由全面建成小康社會向基本實現社會主義現代化邁進的關鍵時期。鍛壓產業與汽車工業、航空航天工業、軌道交通、裝備制造業、能源工業、電工電氣、石油化工、海洋裝備、家用電器、材料工業等產業協調發展,與國際鍛壓行業市場接軌,為國內外制造業發展起到重要的支撐作用。
鍛壓機械(設備)又稱金屬成形機床,是以壓力成形方式進行板材或體積成形的一類裝備,是能夠實現分離、剪切、彎曲、拉深等沖壓工藝的裝備,是機床行業下的一個重要類別。鍛壓機械行業作為制造業的基礎之一,是為國民經濟各行業提供技術裝備的戰略性產業,產業關聯度高、吸納就業能力強、技術資金密集,是各行業產業升級、技術進步的重要保障和國家綜合實力的集中體現。機械壓力機是鍛壓機械中重要的細分品類之一,主要作為金屬沖壓工藝的機械設備而廣泛應用于各行各業,2023 年中國機械壓力機市場規模達到183.9 億元。
綠色環保、節能減排是全世界的共同話題。鍛造成形需要克服巨大的變形阻力,傳統的大型液壓式壓力機體積大、能耗高,機械式高速壓力機、電動伺服驅動壓力機為鍛壓機械的節能轉型帶來新的發展途徑。從全球機械壓力機市場規模來看,近五年全球機械壓力機市場發展較為穩定,整體呈現小幅上升趨勢,2023 年市場規模突破600 億元。機械壓力機市場規模見表1。

表1 機械壓力機市場規模(單位:億元)
隨著機械壓力機下游制造業工藝技術與生產模式的迭代升級,對相關生產設備效率與精度提出了更高的要求,從而推動高速精密壓力機(又稱“高速精密沖床”)的市場需求進一步增長與發展。
例如,受新能源汽車下游需求驅動影響,電機、電池結構件市場迎來需求增長期,從而為高速精密沖床帶來強勁的市場需求增長動力。驅動電機是新能源車的主要執行機構,是決定新能源車動力爬坡能力、加速能力以及最高車速等性能的三大核心零部件之一。根據中汽協數據,2022 年我國新能源車銷量為688.7 萬輛,同比增長95.6%。2023 年我國新能源乘用車銷量增長至850 萬輛。新能源車銷量快速增長為電機市場帶來新增量,同時拉動鐵心沖壓設備需求增長。根據Global Info Research 數據及預測,預計2027 年我國汽車電機鐵心銷量達1273 萬件,2023-2027 年復合增長率達14%。
在電池結構件生產中,高速精密沖床是圓柱封裝殼體及安全閥生產的重要設備。以金楊股份公開的電池結構件生產項目為例,金楊股份“年產20 億只圓柱封裝殼體擴產計劃”中,高速精密沖床采購量8臺,總金額為5600 萬元;高速沖床采購量77 臺,總金額13090 萬元,高速沖床及高速精密沖床采購金額占項目設備總投資額的75%。“年產10 億只安全閥擴產計劃中”,高速精密沖床采購量30 臺,總金額為3000 萬元,占項目設備投資額的45%。“年產5000 萬只方形封裝殼體擴產計劃”中,高速沖床采購量8 臺,總金額為960 萬元,占項目設備投資額的51%。由此可見,高速精密沖床已然成為當前電池結構件生產中最重要的生產設備。
高速精密沖床除了應用在新能源汽車電機、電池結構件生產領域外,也廣泛適用于半導體領域IC 引線框架、半導體引線框架的生產以及電池結構件、精密端子、連接器、電路板散熱片等零配件的制造。采用高速精密沖床可加工的產品見表2。

表2 高速精密沖床可加工的產品
精密沖壓技術可以提高產品精度,降低原材料消耗,提高模具壽命,減少加工浪費,降低能耗,降低成本。在雙碳背景下,一方面,隨著新能源汽車的發展,動力電池、燃料電池及高速動力電機定轉子相關沖壓產品技術得到快速發展;另一方面,非汽車行業沖壓件產品被采用的越來越多,沖壓產品及相關工藝和裝備技術得到快速發展,零部件材料—結構—性能一體化設計成為趨勢。受益于此,全球高速精密壓力機市場也得到了較好的發展,市場規模由2018 年的42.17億元持續上升至2023 年的78.46 億元,如圖1 所示。

圖1 2018-2023 年全球高速精密壓力機市場規模
沖壓行業是我國制造業的基礎,其沖壓技術應用涵蓋汽車、家電、電子電氣、通訊、軌道交通、航空航天等各行各業。雖然目前汽車沖壓企業仍是我國沖壓行業的主體,但沖壓行業的新發展已更多地外延至其他行業領域,行業內企業也開始重視聚焦細分市場,發揮各自的技術特點,各取所長,走專業化、精細化發展道路。仍以汽車產業為例,國內新能源汽車的快速發展,除帶動汽車沖壓內構(梁)件、冷沖壓成形件等大型的沖壓產品技術發展外,也帶動了新能源電池、新能源電機定轉子以及引線框架等中小型、高精密的沖壓產品對高速精密壓力機的市場需求。得益于此,國內高速精密壓力機市場規模不斷創下新高,2022 年為31.60 億元,2023 年延續增長趨勢,市場規模達到40.56 億元,如圖2 所示。

圖2 2018-2023 年中國高速精密壓力機市場規模
雖然目前國內用于電機鐵心連續模沖壓的高速沖床精度和速度與國外相比差距仍較大,但隨著寧波精達、豪輝科技、揚鍛、協易、東和科技(排名不分先后)等國內企業的產品定位逐漸專業化和精細化,相關國產高速精密壓力機技術與國際先進水平的差距也正在不斷縮小。國產高速精密沖床現已能逐漸適應0.2 ~0.35mm 新能源汽車等更高效能電機鐵心高精度、高速沖壓要求以及精密引線框架等超高速、超精密沖壓要求。
隨著新能源汽車的發展,更多的沖壓產品需要高速精密沖壓,未來高速精密沖床的市場一定會隨著發展越來越好。中國壓機市場也會隨之變大,整體水平也會顯著提高。